Name: localized bathless metal-composite plating via electrostamping
Uploaded: 2020-09-22T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Localized Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping at JoVE.com

وقد تم دعم هذا العمل من قبل برنامج تحسين موثوقية معدات الطائرات وصيانتها وشراكة باتوكسينت. وقد تم دعم تاونسند من قبل زمالة أبحاث كلية ONR. كما يعترف المؤلفون بالدعم العام من أعضاء هيئة التدريس في قسم الكيمياء والكيمياء الحيوية SMCM والطلاب ، بما في ذلك الدعم من فريق كرة القدم SMCM.

1. إعداد أملاح الطلاء
تنبيه: أملاح النيكل وحمض البوريك سامان وينبغي التعامل مع معدات الوقاية الشخصية المناسبة بما في ذلك قفازات النيتريل والنظارات الواقية ومعطف المختبر. وينبغي معالجة الأحماض والقواعد القوية في غطاء الدخان، وينبغي التخلص من جميع المواد الكيميائية النفايات...

<ol>
	<li>Hunt, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Comprehensive Composite Materials. , (2000).</li><li>Hovestad, A., Janssen, L. J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+codeposition+of+inert+particles+in+a+metallic+matrix.">Electrochemical codeposition of inert particles in a metallic matrix.</a> Journal of Applied Electrochemistry. 25 (6), 519-527 (1995).</li><li>Zimmerman, A. F., Clark, D. G., Aust, K. T., Erb, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulse+electrodeposition+of+Ni-SiC+nanocomposite.">Pulse electrodeposition of Ni-SiC nanocomposite.</a> Materials Letters. 52 (1), 85-90 (2002).</li><li>Devaneyan, S. P., Senthilvelan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electro+Co-deposition+and+Characterization+of+SiC+in+Nickel+Metal+Matrix+Composite+Coatings+on+Aluminium+7075.">Electro Co-deposition and Characterization of SiC in Nickel Metal Matrix Composite Coatings on Aluminium 7075.</a> Procedia Engineering. 97, 1496-1505 (2014).</li><li>Lekka, M., Kouloumbi, N., Gajo, M., Bonora, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion+and+wear+resistant+electrodeposited+composite+coatings.">Corrosion and wear resistant electrodeposited composite coatings.</a> Electrochimica Acta. 50 (23), 4551-4556 (2005).</li><li>Balaraju, J. N., Sankara Narayanan, T. S. N., Seshadri, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroless+Ni-P+composite+coatings.">Electroless Ni-P composite coatings.</a> Journal of Applied Electrochemistry. 33 (9), 807-816 (2003).</li><li>Jugovi&#263;, B., Stevanovi&#263;, J., Maksimovi&#263;, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemically+deposited+Ni+++WC+composite+coatings+obtained+under+constant+and+pulsating+current+regimes.">Electrochemically deposited Ni + WC composite coatings obtained under constant and pulsating current regimes.</a> Journal of Applied Electrochemistry. 34 (2), 175-179 (2004).</li><li>Hilla, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+self-lubricating+cobalt+coatings+on+metal+surfaces.">Fabrication of self-lubricating cobalt coatings on metal surfaces.</a> Nanotechnology. 18 (11), 115703 (2007).</li><li>Abi-Akar, H., Riley, C., Maybee, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrocodeposition+of+Nickel-Diamond+and+Cobalt-Chromium+Carbide+in+Low+Gravity.">Electrocodeposition of Nickel-Diamond and Cobalt-Chromium Carbide in Low Gravity.</a> Chemistry of Materials. 8 (11), 2601-2610 (1996).</li><li>Zhang, X., Chi, Z., Zhang, Y., Liu, S., Xu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Advances+in+Mechanochromic+Luminescent+Metal+Complexes.">Recent Advances in Mechanochromic Luminescent Metal Complexes.</a> Journal of Materials Chemistry C. 1, 3376-3390 (2013).</li><li>Lancsek, T., Feldstein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Composite+electroless+plating.">Composite electroless plating.</a> US Patent. , (2006).</li><li>Walsh, F. C., Ponce de Leon, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+the+electrodeposition+of+metal+matrix+composite+coatings+by+inclusion+of+particles+in+a+metal+layer:+an+established+and+diversifying+technology.">A review of the electrodeposition of metal matrix composite coatings by inclusion of particles in a metal layer: an established and diversifying technology.</a> Transactions of the Institute of Materials Finishing. 92 (2), 83-98 (2014).</li><li>Roos, J. R., Celis, J. P., Fransaer, J., Buelens, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+composite+plating+for+advanced+materials.">The development of composite plating for advanced materials.</a> Journal of The Minerals, Metals and Materials Society. 42 (11), 60-63 (1990).</li><li>Guglielmi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+the+Deposition+of+Inert+Particles+from+Electrolytic+Baths.">Kinetics of the Deposition of Inert Particles from Electrolytic Baths.</a> Journal of The Electrochemical Society. 119 (8), 1009-1012 (1971).</li><li>Celis, J. P., R, J. R., Buelens, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Mathematical+Model+for+the+Electrolytic+Codeposition+of+Particles+with+a+Metallic+Matrix.">A Mathematical Model for the Electrolytic Codeposition of Particles with a Metallic Matrix.</a> Journal of The Electrochemical Society. 134 (6), 1402-1408 (1987).</li><li>He, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+monitoring+of+coating+health+by+in+situ+luminescent+layers.">The monitoring of coating health by in situ luminescent layers.</a> RSC Advances. 5 (53), 42965-42970 (2015).</li><li>Ganapathi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+luminescent+composite+metal+coatings+containing+rare-earth+phosphor+particles.">Electrodeposition of luminescent composite metal coatings containing rare-earth phosphor particles.</a> Journal of Materials Chemistry. 22 (12), 5514-5522 (2012).</li><li>Monnens, W., Deferm, C., Sniekers, J., Fransaer, J., Binnemans, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+indium+from+non-aqueous+electrolytes.">Electrodeposition of indium from non-aqueous electrolytes.</a> Chemical Communications. 55 (33), 4789-4792 (2019).</li><li>Low, C. T. J., Wills, R. G. A., Walsh, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+composite+coatings+containing+nanoparticles+in+a+metal+deposit.">Electrodeposition of composite coatings containing nanoparticles in a metal deposit.</a> Surface and Coatings Technology. 201 (1), 371-383 (2006).</li><li>Gerwitz, C. N., David, H. M., Yan, Y., Shaw, J. P., Townsend, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bathless+Inorganic+Composite+Nickel+Plating:+Dry-Cell+Stamping+of+Large+Hygroscopic+Phosphor+Crystals.">Bathless Inorganic Composite Nickel Plating: Dry-Cell Stamping of Large Hygroscopic Phosphor Crystals.</a> Advanced Materials Interfaces. 7 (4), (2020).</li><li>Bite, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+method+of+phosphorescent+strontium+aluminate+coating+preparation+on+aluminum.">Novel method of phosphorescent strontium aluminate coating preparation on aluminum.</a> Materials and Design. 160 (15), 794-802 (2018).</li><li>Feldstein, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coatings+with+identification+and+authentication+properties.">Coatings with identification and authentication properties.</a> US Patent. , (2012).</li><li>Rose, I., Whittingham, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nickel Plating Handbook. , (2014).</li><li>Anderson, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electroplating Engineering Handbook. , (1996).</li><li>Helle, K., Walsh, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+Composite+Layers+Consisting+of+Inert+Inclusions+in+a+Metal+Matrix.">Electrodeposition of Composite Layers Consisting of Inert Inclusions in a Metal Matrix.</a> Transactions of the Institute of Metal Finishing. 75 (2), 53-58 (1997).</li><li>Kerr, C., Barker, D., Walsh, F., Archer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Electrodeposition+of+Composite+Coatings+based+on+Metal+Matrix-Included+Particle+Deposits.">The Electrodeposition of Composite Coatings based on Metal Matrix-Included Particle Deposits.</a> Transactions of the Institute of Metal Finishing. 78 (5), 171-178 (2000).</li><li>Walsh, F. C., Wang, S., Zhou, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+electrodeposition+of+composite+coatings:+Diversity,+applications+and+challenges.">The electrodeposition of composite coatings: Diversity, applications and challenges.</a> Current Opinion in Electrochemistry. 20, 8-19 (2020).</li><li>Feldstein, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+coatings+comprising+light+emitting+particles.">Functional coatings comprising light emitting particles.</a> US Patent. , (1996).</li><li>Feldstein, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Composite+plated+articles+having+light-emitting+properties.">Composite plated articles having light-emitting properties.</a> US Patent. , (1998).</li><li>Zimmerman, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+of+Jet+Plating.">Method of Jet Plating.</a> US Patent. , (1957).</li><li>Schwartz, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+of+Electroplating.">Method of Electroplating.</a> United States Patent. , (1961).</li></ol>

خطوات حاسمة في الختم الكهربائي. يشارك الختم الكهربائي بدون حمام العديد من نفس الخطوات الحرجة مع الطلاء الكهربائي التقليدي للحمام. وتشمل هذه التنظيف السليم للأقطاب الكهربائية، خلط أيونات المعادن في المنحل بالكهرباء وتطبيق والخارجي أو الكيميائية (الطلاء الكهربائي) المحتملة للتس...

يستخدم على نطاق واسع الكهربائي التقليدية لإيداع الأفلام رقيقة من مجموعة متنوعة من المعادن والسبائك، و المركبات المعدنية على الأسطح موصلة لوظيفتها للتطبيق المقصود1،2،3،4،5،6،7،8،9،10،11،12. هذه الطريقة يضيف الانتهاء من المعدن إلى أجزاء المستخدمة في صناعة الفضاء والسيارات والعسكرية والطبية ، والمعدات الإلكترونية. الجسم الذي سيتم مطلية، الكاثود، مغمورة في حمام مائي يحتوي على سلائف الملح المعدنية، والتي يتم تقليلها إلى المعادن على سطح الجسم عن طريق تطبيق المحتملة الكيميائية أو الكهربائية. ويمكن دمج الجسيمات المركبة غير المشحونة في الفيلم المعدني عن طريق إضافة هذه إلى الحمام أثناء الطلاء لتعزيز خصائص الفيلم لزيادة صلابة في حالة أكاسيد المعادن والكربيدات، نعومة مع البوليمرات أو التشحيم مع الزيوت السائلة12،13. ومع ذلك، لأن هذه الجسيمات تفتقر إلى جاذبية متأصلة في الكاثود، فإن نسبة المركبة التي يتم دمجها في المعدن لا تزال منخفضة لطلاء الحمام13،14،15. وهذا هو إشكالية خاصة بالنسبة للجسيمات الكبيرة التي لا adsorb إلى الكاثود لفترة كافية لتكون جزءا لا يتجزأ من الفيلم المعدنية المتنامية. بالإضافة إلى ذلك، تحل الجسيمات المسكوبية في محلول مائي وتعمل قشرة الماء الخاصة بها كحاجز مادي يعوق الاتصال مع الكاثود16.
وقد تبين بعض الأساليب الواعدة لتخفيف هذا التأثير باستخدام المذيبات الجافة غير القطبية لإزالة حاجز الترطيب تماما17، أو عن طريق تزيين الجسيمات المركبة مع الجزيئات المحملة على السطح16 التي تعطل قذيفة الترطيب للسماح الاتصال بين الجسيمات والمهبط. ومع ذلك، لأن هذه الأساليب تنطوي على مواد عضوية، تلوث الكربون ممكن في الفيلم وانهيار هذه المواد العضوية يمكن أن يحدث في الأقطاب الكهربائية. على سبيل المثال، يتم تسخين المذيبات العضوية المستخدمة (DMSO2 والأسيتاميد) إلى 130 درجة مئوية في جو خامل للطلاء الخالي من الهواء؛ ومع ذلك، وجدنا لهم أن تكون غير مستقرة أثناء الطلاء في الهواء. بسبب التسخين المقاوم في الأقطاب الكهربائية، قد تؤدي تفاعلات الأكسدة الحمراء مع المواد العضوية إلى وجود شوائب أو مواقع للنيوية غير المتجانسة ونمو الجسيمات النانوية المعدنية18. ونتيجة لذلك، هناك حاجة إلى طريقة طلاء مائي خال من العضوية التي تعالج التحدي طويل الأمد من الامتزاز الجسيمات الكاثود. حتى الآن، وقد ثبت طلاء حمام مركب المعادن لتضمين الجسيمات تصل إلى بضعة ميكرومترات في قطر19 وارتفاع 15 ٪ تحميل16،17.
ردا على هذا، ونحن وصف طريقة غير العضوية الختم الكهربائي غير العضوية التي تجبر الجسيمات المركبة لتصبح جزءا لا يتجزأ من الفيلم في تغطية سطح عالية على الرغم من حجمها الكبير وطبيعة hygroscopic20. عن طريق إزالة الحمام، لا تنطوي العملية على حاويات من سوائل طلاء الخطرة وكائن أن تكون مطلية لا تحتاج إلى أن تكون مغمورة. ولذلك، يمكن مطلية أو "مختومة" كبيرة أو مرهقة أو خلاف ذلك المواد الحساسة للتآكل أو المياه، في مناطق محددة مع المواد المركبة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن إزالة المياه الزائدة تتطلب قدراً أقل من تنظيف النفايات الخطرة السائلة.
هنا، ونحن نبرهن على هذه الطريقة لإنتاج مشرق أفلام معدنية فلورية من خلال المشاركة في إيداع غير سامة والهواء مستقرة يوروبيوم وdesprosium ابر، الألمنيوم السترونتيوم (87 ± 30 ميكرومتر) مع النيكل في حمولة عالية (تصل إلى 80٪). ويأتي ذلك على النقيض من الأمثلة السابقة التي كانت مطلية في الحمام وبالتالي اقتصرت على الصغيرة (نانومتر إلى بضعة ميكرومتر) الفوسفور12. وبالإضافة إلى ذلك، ذكرت سابقا أقطاب أفلام الفلوريس الفلوريس فقط تحت الموجة القصيرة الأشعة فوق البنفسجية الخفيفة، باستثناء تقرير حديث التي نمت 1 – 5 μm بلورات السترونتيوم السترونتيوم الإنارة في فيلم الألومينا مع البلازما المنحل بالكهرباءأكسدة 21. يمكن أن يكون للأفلام المعدنية الفلورسنت تطبيقات بعيدة المدى في العديد من الصناعات التي تنطوي على بيئات الضوء الخافت بما في ذلك إضاءة علامة الطريق21، موقع معدات صيانة الطائرات وتحديد20، السيارات وزخارف اللعب ، رسائل غير مرئية ، مصادقة المنتج22، إضاءة السلامة ، تحديد الإجهاد الميكانيكي10 والترينسي التفتيش البصري12،16. على الرغم من هذه الاستخدامات المحتملة للأسطح المعدنية المتوهجة، يمكن أيضا توسيع هذه الطريقة لتشمل الجسيمات المركبة الكبيرة و / أو الهيغركوبية إضافية لإنتاج مجموعة جديدة من الطلاءات الوظيفية المركبة المعدنية التي لم تكن ممكنة من قبل عن طريق الطلاء الكهربائي.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>37% M Hydrochloric Acid (aq)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>320331-500ML</td>
			<td>corrosive - handle in fume hood</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% Nitric Acid (aq)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>438073-500ML</td>
			<td>corrosive - handle in fume hood</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Barium magnesium aluminate, europium doped (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>756512-25G</td>
			<td>fine powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boric Acid (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>B6768-500G</td>
			<td>toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton Swab</td>
			<td>Q-tips</td>
			<td>Q-tips Cotton Swabs</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ</td>
			<td>National Institutes of Health</td>
			<td>IJ 1.46r</td>
			<td>free software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nickel (II) chloride hexahydrate (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>223387-500G</td>
			<td>toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nickel (II) sulfate hexahydrate (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>227676-500G</td>
			<td>toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nickel foil (s)</td>
			<td>AliExpress</td>
			<td>Ni99.999</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrile gloves</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>19-149-863B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nylon membrane (s)</td>
			<td>Tisch Scientific</td>
			<td>RS10133</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Microscope equipped with FTIC filter (470 &#177; 20 nm)</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Eclipse 80i</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Wrap</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-305654</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Porcelain Mortar</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB961A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Porcelain Pestle</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB961K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Hydroxide (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>221473-25G</td>
			<td>corrosive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potentiostat with platinum wire</td>
			<td>Gamry Instruments</td>
			<td>1000E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scoopula</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-357Q</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrofluorometer</td>
			<td>Photon Technology International</td>
			<td>QM-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Strontium aluminate, europium and dysprosium doped (s)</td>
			<td>GloNation</td>
			<td>756539-25G</td>
			<td>powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variable linear DC power supply</td>
			<td>Tekpower</td>
			<td>TP3005T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yttrium oxide, europium doped (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>756490-25G</td>
			<td>fine powder</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

localized bathless metal-composite plating via electrostamping

يمكن أن الطلاء المركب مع جزيئات جزءا لا يتجزأ من مصفوفة معدنية تعزيز خصائص طلاء المعادن لجعله أكثر أو أقل موصل، من الصعب، دائم، مشحم أو الفلورسنت. ومع ذلك، يمكن أن يكون أكثر تحديا من الطلاء المعدني، لأن الجسيمات المركبة هي إما 1) غير مشحونة بحيث لا يكون لديهم جاذبية قوية كهرباء إلى الكاثود، 2) هي الهيغرسكوبي وممصدة من قبل قذيفة الترطيب، أو 3) كبيرة جداً لتبقى راكدة في الكاثود أثناء التحريك. هنا، نحن وصف تفاصيل طريقة الطلاء بلا حمام التي تنطوي على صحون النيكل القطب والكاثود شطيرة معجون المنحل بالكهرباء المائية المركزة التي تحتوي على جزيئات الفوسفور المتحللة كبيرة وغشاء هيدروفيلي. بعد تطبيق المحتملة، يتم إيداع معدن النيكل حول جزيئات الفوسفور الراكدة، محاصرة لهم في الفيلم. تتميز الطلاءات المركبة بالمجهر البصري لخشونة الفيلم وسمكه وتحميل سطح مركب. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام التحليل الطيفي الفلوري لتحديد سطوع الإضاءة لهذه الأفلام لتقييم آثار مختلف الكثافات الحالية، ومدة الطلاء وتحميل الفوسفور.

بعد اتباع هذا البروتوكول، ينبغي أن تصبح مطلية طلاء رقيقة من المعدن على سطح الكاثود وتحتوي على الجسيمات المركبة التي أضيفت إلى لصق الطلاء. ويمكن ملاحظة الفلورسنت أو جسيمات ملونة عن طريق التفتيش البصري نتيجة لتغير في المظهر مقارنة مع سطح غير المصقول(الشكل 1A1-A3). ولل?...

Watch this Scientific Journal Video about Localized Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping at JoVE.com

Localized Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping

هنا هو بروتوكول من الطلاء الكهربائي بلا حمام، حيث يتم تقليل معجون الملح المعدنية الراكدة التي تحتوي على جزيئات مركبة لتشكيل مركبات معدنية في تحميل عال. هذه الطريقة تعالج التحديات التي تواجهها أشكال أخرى شائعة من الطلاء الكهربائي (طائرة، فرشاة، حمام) من جزيئات المركبة تضمين في المصفوفة المعدنية.

المترجمة بلا حمام المعادن المركبة الطلاء عن طريق االكهربة

Composite plating with particles embedded into the metal matrix can enhance the properties of the metal coating to make it more or less conductive, hard, ...

يعمل الختم الكهربائي عن طريق محاصرة الجسيمات المركبة في المنحل بالكهرباء ، مما يجبرها على لوحة مع المعدن. مع هذه التقنية الجديدة، عالية تحميل الجسيمات المركبة ممكنة حتى على الأجسام الحساسة للمياه. على عكس الطلاء الكهربائي النموذجي ، لا تتطلب هذه التقنية غمر الجسم في حمام سائل.أي كائن موصل، بغض النظر عن حجمه أو شكله. يمكن أن تكون مغلفة مع مواد وظيفية. الطلاءات المعدنية الفلورية المركبة لها تطبيقات بعيدة المدى لبيئات الإضاءة الخافتة بما في ذلك موقع معدات صيانة الطائرات وإضاءة علامة الطريق وعلامات السفر المنطقية في أجزاء الماكينة الميكانيكية.للبدء في وزن كبريتات النيكل، وكلوريد النيكل الهيكساهيدات وحمض البوريك كما هو مذكور في مخطوطة النص والجمع بينهما في قارورة معا. طحن هذا الخليط الملح بدقة إلى مسحوق ناعم. تأكد من استخدام معدات الحماية المناسبة، وأغطية الدخان ونظام التخلص من النفايات الخطرة.المقبل, تزن 1.8 غراما من اليوروبيوم dysproium doped السترونتيوم الألومنيوم, يوروبيوم yttrium أكسيد أو الباريوم منشطة europium, الألومنيوم المغنيسيوم وطحنه في مسحوق ناعم باستخدام هاون الخزف وs pestle لمدة 10 دقائق تقريبا. الجمع بين مسحوق الأرض المركب مع خليط الملح في وعاء للتخزين. تزن 0.188 غراما من هذا الخليط لكل سنتيمتر مربع من مساحة الطلاء وإضافته إلى حاوية علوية مفتوحة أضيفي 40 ميكرولترات من الماء لكل سنتيمتر مربع من مساحة الطلاء إلى هذا الخليط ويحركه ليذوب الملح ويشكل عجينة سميكة.باستخدام مقص، وقطع الأنود إلى حجم وشكل يطابق الكائن أن تكون مطلية من أجل إزالة المواد العضوية من سطح احباط الأنود والكاثود تنظيفه مع 10 هيدروكسيد البوتاسيوم مولر أو هيدروكسيد الصوديوم باستخدام مسحة القطن أو القماش. شطف السطح بالماء لإزالة القاعدة الزائدة ثم تنشيط السطح المعدني لاستقبال الطلاء عن طريق مسحه بحمض مركز انتقائي باستخدام مسحة قطنية أو قماش، وذلك بعد التوصيات الخاصة بتفعيل أسطح وسبائك معدنية محددة. تنفيذ هذا في غطاء محرك الدخان لتجنب التعرض لأبخرة كلوريد الهيدروجين بسرعة إيداع لصق الطلاء المعدة على الكائن الكاثود، تغطي المنطقة بأكملها والتأكد من تجنب الثغرات.قم بتنشيط سطح الأنود بمسحه بحمض مركز باستخدام مسحة قطنية أو قماش. إذا كان هناك حاجة لحساب الكفاءة الحالية سجل كتلة الأنود وكاثود باستخدام توازن تحليلي. مسبقا إمدادات الطاقة إلى الوضع المطلوب الحالي أو الجهد.قطع قطعة من غشاء ماء مثل ورقة النايلون ووضعها على رأس معجون طلاء الأنود لتجنب الاتصال المباشر مع الكاثود. إضافة كمية صغيرة من عجينة أو خليط الملح الجاف على ورقة. بعد ذلك، أضف قطرتين من الماء لإذابة الملح جزئياً.هذه العملية تجعل من ورقة نايلون موصل للسماح للنقل الجماعي للأيونات من خلال المنحل بالكهرباء وهو أمر ضروري لتحقيق التوازن في تهمة رد فعل الطلاء. ويمكن أيضا أن يتحقق ذلك عن طريق غمس غشاء النايلون في خليط ملح النيكل مائي. ضع الأنود المنشط على القمة وأرفق كل من يؤدي السلبية والإيجابية إلى كائن الكاثود.تغطية النظام بأكمله مع البلاستيك للمساعدة في الاحتفاظ بالماء وتطبيق الضغط المعتدل. قم بتشغيل مصدر الطاقة واستمر في الطلاء لمدة مطلوبة. قم بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة وفضح النظام.فصل يؤدي وشطف الكائن الكاثود بالماء غسل المكونات الأخرى للنظام عن طريق نقع لهم في الماء ومن ثم تجاهل هذا الحل المائي في حاوية النفايات الخطرة المسمى بشكل صحيح. لإزالة أي جزيئات مركبة غير المصقولة يفرك بلطف الكائن الكاثود باليد ارتداء قفازات. تسجيل كتلة الأنود وكاثود باستخدام توازن تحليلي وحساب الفرق مع كتلتهم الأصلية.مراقبة الطلاء الفلورسنت مع مصباح الأشعة فوق البنفسجية للتحقق من سطوع واتساق المركب المعدني. استخدام chronopotentiometry لمراقبة التغيرات في الجهد في ظل التيار المستمر وقياس الكرومونوموميروم لرصد التغيرات في التيار تحت الجهد المستمر. بدوره على مسمار المحتملة وتعيين المدة والحالية أو الجهد المطبقة.إعداد الطلاء كما هو موضح سابقا. تطبيع الجهد إلى معيار مرجعي باستخدام نظام القطب الثلاثة معايرة. ضع سلكًا بلاتينيًا كإلكترود مرجعي زائف بين الأنود وورقة النايلون.وتغطيه مع ورقة نايلون منفصلة لتجنب الاتصال. إيداع بضع قطرات من الماء وكمية صغيرة من معجون الطلاء على الأنود. وأخيراً قم بتوصيل الخيوط إلى الأقطاب ثم ختم الصحافة والبدء في الطلاء كما هو موضح في مخطوطة النص.مراقبة التغيرات في الجهد أو التيار. ويمكن ملاحظة الفلورسنت أو جسيمات ملونة التأسيس بسبب تغير في المظهر مقارنة مع سطح غير المصقول. تم استخدام المجهر البصري لدراسة التغطية السطحية ومراقبة مورفولوجيا السطح من الطلاء.وقد لوحظت العينات من أعلى إلى أسفل أو قطع للكشف عن المقطع عرضي في تغطية سطح الجسيمات المركبة في المئة كدالة للوقت لقياس Chronoamperome ودالة من الكثافة الحالية لزيادات chronopotentiometry أثناء الطلاء. كما ترتبط التغطية السطحية بسماكة. ويمكن رصد المعلمات الطلاء تحت الجهد المستمر باستخدام chronoamperometry وتحت التيار المستمر باستخدام chronopotentiometry تم قياس سطوع الطلاء المركب المعدني مع التحليل الطيفي الفلورسنت وتم حساب غلة الكم الإنارة باستخدام نسب مناطق الذروة.عند محاولة هذا البروتوكول، من المهم لتنظيف وتنشيط الأقطاب الكهربائية بشكل صحيح قبل الطلاء. وبالإضافة إلى ذلك، طحن جيدا الخليط المنحل بالكهرباء السلائف سوف تساعد على يؤدي إلى طلاء حتى على نحو سلس. ويمكن أيضا أن تودع السلائف معجون الكهارل المركبة عن طريق طلاء رذاذ أو مسحوق الطلاء لتوفير الوقت والمواد.بهذه الطريقة يمكن أن تكون مغلفة الكائنات على نطاق أكبر. هذه التقنية الجديدة قد تحفز الاستكشاف العلمي لدمج جزيئات مركبة كبيرة أو هضمية أخرى والتي كانت في السابق غير متوافقة مع طلاء الحمام أو نفاثة أو فرشاة.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparing Silica Aerogel Monoliths via a Rapid Supercritical Extraction Method

إعداد السيليكا Aerogel كتل عن طريق استخراج الطريقة السريعة فوق الحرجة

A procedure for the fabrication of monolithic silica aerogels in eight hours or less via a rapid supercritical extraction process is described. The ...

Fluorescence-based Monitoring of PAD4 Activity via a Pro-fluorescence Substrate Analog

رصد القائم على مضان آخر PAD4 عبر برو-مضان الركيزة النظير

Post-translational modifications may lead to altered protein functional states by increasing the covalent variations on the side chains of many protein ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

تخليق البروتين Bioconjugates<em&gt; عبر</em&gt; سيستين-maleimide الكيمياء

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Epitaxial Growth of Perovskite Strontium Titanate on Germanium via Atomic Layer Deposition

الفوقي نمو Perovskite سترونتيوم تيتانات على الجرمانيوم عن طريق ترسب طبقة الذري

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and ...

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

إعداد وخصائص الحرارية عكسية عبر ربط الكيمياء المطاط عن طريق ديلز-ألدر

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion

توليف تنغستات الصوديوم والصوديوم موليبدات كبسولات رقيقة جداً عن طريق إفراز المعدنية البكتيرية

We present a method, the bacterial mineral excretion (BME), for synthesizing two kinds of microcapsules, sodium tungstate and sodium molybdate, and the ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

تصنيع واختبار أيروجيلس الحفاز أعدت عن طريق استخراج فوق الحرجة السريع

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

Membrane Remodeling of Giant Vesicles in Response to Localized Calcium Ion Gradients

غشاء يعيد البناء من حويصلات العملاقة في استجابة للتدرجات أيون الكالسيوم مترجمة

In a wide variety of fundamental cell processes, such as membrane trafficking and apoptosis, cell membrane shape transitions occur concurrently with local ...

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

تركيب أسلاك الاتحاد الأفريقي الركازة زمنياً عبر إليه نمو نشط السطح

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

A Two-Step Protocol for Umpolung Functionalization of Ketones Via Enolonium Species

بروتوكول خطوتين الروغان أومبولونج الكيتونات عن طريق الأنواع انولونيوم

&#945;-Functionalization of ketones via umpolung of enolates by hypervalent iodine reagents is an important concept in synthetic organic chemistry. ...